特許 5661428 穿孔用プレスのパンチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5661428

(24)【登録日】2014年12月12日

(45)【発行日】2015年1月28日

(54)【発明の名称】穿孔用プレスのパンチ

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/34 20060101AFI20150108BHJP

   B21D 28/00 20060101ALI20150108BHJP

【ＦＩ】

   B21D28/34 C

   B21D28/00 B

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2010-245486(P2010-245486)

(22)【出願日】2010年11月1日

(65)【公開番号】特開2012-96259(P2012-96259A)

(43)【公開日】2012年5月24日

【審査請求日】2013年8月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】100071870

【弁理士】

【氏名又は名称】落合 健

(74)【代理人】

【識別番号】100097618

【弁理士】

【氏名又は名称】仁木 一明

(74)【代理人】

【識別番号】100152227

【弁理士】

【氏名又は名称】▲ぬで▼島 愼二

(72)【発明者】

【氏名】菅野 三男

(72)【発明者】

【氏名】目黒 正行

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−１７１６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２００２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１２５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ２８／００−２８／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パンチ本体（４６）の先端に穿孔針（４７）を連設し，この穿孔針（４７）の先端面を凹状の円錐面（４７ａ）に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部（４７ｂ）を形成してなる，穿孔用プレスのパンチであって，
前記円錐面（４７ａ）に前記穿孔針（４７）の軸心（Ｃ）から放射状に延びる無数の研磨条痕（４９）を形成したことを特徴とする，穿孔用プレスのパンチ。

【請求項2】

燃料噴射弁（Ｉ）のインジェクタプレート（１０）に燃料噴孔（１１）を穿つための穿孔用プレスのパンチであって，パンチ本体（４６）の先端に穿孔針（４７）を連設し，この穿孔針（４７）の先端面を凹状の円錐面（４７ａ）に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部（４７ｂ）を形成してなるものであって，
前記円錐面（４７ａ）に前記穿孔針（４７）の軸心（Ｃ）から放射状に延びる無数の研磨条痕（４９）を形成したことを特徴とする，穿孔用プレスのパンチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，燃料噴射弁の燃料噴孔のような微細径の孔をワークに穿つのに使用する穿孔用プレスのパンチ，特に，パンチ本体の先端に穿孔針を連設し，この穿孔針の先端面を凹状の円錐面に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部を形成してなるパンチに関する。

【背景技術】

【0002】

一般の穿孔用プレスのパンチとしては，穿つべき孔に対応する穿孔用円柱部の先端面を凹状の球面に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部を形成したものが知られている（下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１７１６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるような穿孔用プレスのパンチは，比較的大径の穿孔に使用するもので，これを前述のような微細径の穿孔に使用しても，長時間の使用には耐え難い。

【0005】

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，微細径の穿孔に使用しても，穿孔精度を維持しながら長時間の使用に耐え得る穿孔用プレスのパンチを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために，本発明は，パンチ本体の先端に穿孔針を連設し，この穿孔針の先端面を凹状の円錐面に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部を形成してなる，穿孔用プレスのパンチであって，前記円錐面に前記穿孔針の軸心から放射状に延びる無数の研磨条痕を形成したことを第１の特徴とする。

【0007】

また本発明は，第１の特徴に加えて，燃料噴射弁のインジェクタプレートに燃料噴孔を穿つための穿孔用プレスのパンチであって，パンチ本体の先端に穿孔針を連設し，この穿孔針の先端面を凹状の円錐面に形成して，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部を形成してなるものであって，前記円錐面に前記穿孔針の軸心から放射状に延びる無数の研磨条痕を形成したことを第２の特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の第１の特徴によれば，凹状の円錐面には，穿孔針の軸心から放射状に延びる無数の放射状の研磨条痕が形成されることで，先鋭な刃部がより先鋭化すると共に，ワークへの穿孔時，より先鋭化した刃部の各部の切れ味が一定し，これにより，穿孔精度を高めると共に，耐用寿命を改善することができる。

【0009】

さらに環状の刃部には，円錐面に無数の放射状の研磨条痕が形成されることで，極微細な鋸刃状の凹凸が形成され，この凹凸が刃部のワークに対する食いつき効果をさらに高めるため，刃部のワークに対する滑りを確実に防ぎ，穿孔精度と耐久性の向上に，より貢献することになる。

【0010】

本発明の第２の特徴によれば，長時間，高精度の燃料噴孔をインジェクタプレートに形成し続けることが可能となり，燃料噴射弁の燃料噴射流量特性の安定化に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の穿孔用プレスのパンチにより穿孔される燃料噴孔を有する電磁式燃料噴射弁の縦断面図。

【図2】本発明の穿孔用プレスの縦断面図。

【図3】上記プレスのパンチの穿孔針の先端部拡大縦断面（Ａ）及び先端面拡大図（Ｂ）。

【図4】比較例パンチの穿孔針の先端部拡大縦断面（Ａ）及び先端面拡大図（Ｂ）。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

【0013】

先ず，本発明の穿孔用プレスのパンチにより穿孔される燃料噴孔を有するエンジン用燃料噴射弁Ｉについて，図１により説明する。燃料噴射弁Ｉの弁ハウジング２は，円筒状の弁座部材３と，この弁座部材３の後端部に嵌合して液密に溶接される磁性円筒体４と，この磁性円筒体４の後端に突き当てゝ液密に溶接される非磁性円筒体６と，この非磁性円筒体６の内周面に前端部を嵌合して液密に溶接される円筒状の固定コア５と，この固定コア５の後端に一体に連設される燃料入口筒９とで構成される。

【0014】

弁座部材３には，その前端面に開口する弁孔７と，この弁孔７の内端に連なる円錐状の弁座８と，この弁座８の大径部に連なる円筒状の弁体ガイド１５と，この弁体ガイド１５の後端にテーパ孔１６を介して接続される，弁体ガイド１５より大径で円筒状の大径孔１７とが設けられる。

【0015】

弁座部材３の前端面には，上記弁孔７と連通する複数の燃料噴孔１１を有するインジェクタプレート１０が液密に溶接される。

【0016】

非磁性円筒体６の前端部には，固定コア５と嵌合しない部分が残され，その部分から弁座部材３に至る弁ハウジング２内に弁組立体Ｖが収容される。

【0017】

弁組立体Ｖは，固定コア５の前端の吸引面５ａに対置される可動コア１２と，この可動コア１２の前端に一体に突設される弁杆１３と，この弁杆１３に溶接され，前記弁座８と協働して弁孔７を開閉するよう前記ガイド１５に摺動自在に支承される基本形が球状の弁体１４とで構成される。弁体１４の周囲には，燃料の通過を許容する複数の平坦な流路部１８，１８…が等間隔をおいて形成される。

【0018】

固定コア５には，燃料入口筒９の中空部に連なる第１縦孔１９が設けられる。また弁組立体Ｖには，可動コア１２の後端面から始まり弁杆１３の中間部で終わる第２縦孔２０と，この第２縦孔２０を弁座部材３の前記大径孔１７に開放する横孔２１とが設けられる。

【0019】

第２縦孔２０の途中には，固定コア５側を向いた環状のばね座２４が形成される。固定コア５の第１縦孔１９にはすり割り付きパイプ状のリテーナ２３が圧入され，このリテーナ２３と前記ばね座２４との間に可動コア１２を弁体１４の閉弁側に付勢する弁ばね２２が縮設される。

【0020】

可動コア１２には，その後端面より僅かに突出して固定コア５の吸引面５ａに対向する非磁性材製でリング状のストッパ部材２７が埋設される。このストッパ部材２７は，固定及び可動コア５，１２相互の吸引時，ストッパ部材２７が固定コア５の吸引面５ａに当接することで，固定コア５及び可動コア１２の対向端面間に所定のギャップを残存させるものである。

【0021】

弁ハウジング２の外周には，固定コア５及び可動コア１２に対応してコイル組立体２８が嵌装される。このコイル組立体２８は，磁性円筒体４の後端部から固定コア５にかけてそれらの外周面に嵌合するボビン２９と，これに巻装されるコイル３０とからなっており，そのボビン２９の後端部には，その一側方に突出するカプラ端子３３の基端部が保持され，このカプラ端子３３にコイル３０の端末が接続される。

【0022】

上記コイル組立体２８を収容保持しながら，磁性円筒体４及び固定コア５間に磁路を形成する磁性体のコイルハウジング３１が弁ハウジング２に取り付けられる。

【0023】

コイルハウジング３１には，これを埋封するよう，その外周を覆う合成樹脂製の１次被覆層３４がモールド成形される。その際，前記カプラ端子３３を収容，保持してコイル組立体２８の一側方に突出するカプラ３５が１次被覆層３４と一体成形される。また１次被覆層３４の主要部の外周には，それを被覆する２次被覆層３６がモールド成形される。

【0024】

而して，コイル３０を消磁した状態では，弁ばね２２の付勢力で弁組立体Ｖは前方に押圧され，弁体１４を弁座８に着座させている。コイル３０に通電すると，それにより生ずる磁束３９がコイルハウジング３１，磁性円筒体４，可動コア１２，固定コア５を順次走り，両コア５，１２間に発生する磁力による可動コア１２が弁ばね２２のセット荷重に抗して固定コア５に吸引され，弁体１４が弁座８から離座して弁孔７を開放するので，弁座部材３内に待機する高圧燃料が弁孔７を出て，インジェクタプレート１０の燃料噴孔１１からエンジンへ向けて噴射される。

【0025】

上記インジェクタプレート１０に穿設される燃料噴孔１１は，燃料噴射弁Ｉを装着するエンジンの形式に応じて個数や配列，開口方向が決定される。インジェクタプレート１０は，鋼板製（例えばＳＵＳ３０４）で，その肉厚は，０．１〜０．２ｍｍ，燃料噴孔１１の内径は，０．０５〜０．３０ｍｍである。

【0026】

次に，この燃料噴孔１１をインジェクタプレート１０に穿つための穿孔用プレスＰについて図２により説明する。

【0027】

穿孔用プレスＰは，機台４０上に設置されるダイス４１と，このダイス４１上にインジェクタプレート１０（以下，ワークという。）を挟んで対置されるパンチガイド４２と，このパンチガイド４２に作動を誘導されるパンチ４３と，このパンチ４３を把持してこれを昇降駆動するパンチ駆動手段４４とを備える。

【0028】

パンチ４３は，超硬材もしくは超硬微粒子合金製であって，パンチ本体４６と，その先端に連なる穿孔針４７とで構成される。またそのパンチ本体４６は，パンチ駆動手段４４に把持される柄４６ａと，この柄４６ａの先端に同軸状に一体に連なる円柱状の第１ガイド軸４６ｂと，この第１ガイド軸４６ｂの先端に同軸状に一体に連なる，第１ガイド軸４６ｂより小径の円柱状の第２ガイド軸４６ｃよりなっており，その第２ガイド軸４６ｃの先端にテーパ部４８を介して前記穿孔針４７が同軸状に一体に連設され，穿孔針４７の外径は，前記燃料噴孔１１の内径に対応して設定される。

【0029】

図３に明示するように，穿孔針４７の先端面は，凹状の円錐面４７ａに形成されることにより，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部４７ｂが形成される。

【0030】

さらに上記円錐面４７ａには，前記穿孔針４７の軸心Ｃから放射状に延びる無数の研磨条痕４９が形成される。そして，各研磨条痕４９に沿った刃部４７ｂ各部の掬い角θが，８９°以上，且つ９０°未満の範囲で設定される。

【0031】

再び図２において，パンチガイド４２には，上記第１ガイド軸４６ｂ，第２ガイド軸４６ｃ及び穿孔針４７がそれぞれ摺動可能に嵌挿される第１ガイド孔５１，第２ガイド孔５２及び第３ガイド孔５３が設けられる。

【0032】

またダイス４１には，ワーク１０を貫通した穿孔用パンチ４３の先端部を受容する通し孔５４が設けられる。

【0033】

前記第１〜第３ガイド孔５１〜５３並びに通し孔５４には，ワーク１０に対する燃料噴孔１１の傾きに対応した傾斜角度が与えられる。

【0034】

この実施形態の作用について説明する。

【0035】

ワーク１０の燃料噴孔１１を穿つに当たっては，先ず，ダイス４１上にワーク１０及びパンチガイド４２を順次重ね合わせ，ダイス４１及びパンチガイド４２間でワーク１０を挟持した状態で，パンチガイド４２に嵌挿したパンチ４３をパンチ駆動手段４４により下降させると，パンチ４３の第１ガイド軸４６ｂ，第２ガイド軸４６ｃ及び穿孔針４７が，パンチガイド４２の第１〜第３ガイド孔５１〜５３に誘導され，心振れすることなく下降し，穿孔針４７がワーク１０を穿ち，ワーク１０に燃料噴孔１１を形成する。ワーク１０を穿ち抜いた穿孔針４７の先端部は，スクラップＳと共にダイス４１の通し孔５４へと進み，スクラップＳをダイス４１外に排出する。

【0036】

ところで，穿孔針４７の先端面は，凹状の円錐面４７ａに形成されることにより，該先端面外周縁に環状で先鋭な刃部４７ｂが形成され，その上，凹状の円錐面４７ａには，前記穿孔針４７の軸心Ｃから放射状に延びる無数の研磨条痕４９が形成されるように研磨が施されるので，先鋭な刃部４７ｂは，より先鋭化すると共に，ワーク１０への穿孔時，より先鋭化した刃部４７ｂの各部の切れ味が一定し，これにより，穿孔精度を高めると共に，耐用寿命を改善することができる。したがって長時間，高精度の燃料噴孔１１をワーク１０に形成し続けることが可能となり，これにより燃料噴射弁Ｉの燃料噴射流量特性の安定化を図ることができる。

【0037】

さらに環状の刃部４７ｂには，円錐面４７ａに無数の放射状の研磨条痕４９が形成されることで，極微細な鋸刃状の凹凸５５が形成され，この凹凸５５が刃部４７ｂのワーク１０に対する食いつき効果を発揮するため，刃部４７ｂのワーク１０に対する滑りを確実に防ぎ，穿孔精度と耐久性の向上に大いに寄与することになる。

【0038】

ところで，上記掬い角θを８９°未満に設定した場合には，刃部４７ｂのワーク１０に対する食いつき性が向上し，穿孔精度が高くなるが，刃部４７ｂの強度が低下するため，耐用寿命短くなるので，好ましくない。また上記掬い角θを８９°以上，且つ９０°未満と設定した場合には，刃部４７ｂのワーク１０に対する食いつき性及び強度の両方を満足させることができる。

【0039】

比較例として，図４に示すように，穿孔針４７′の先端面を凹状の球面４７ａ′に形成して，その先端面外周に環状の刃部４７ｂ′を形成し，その刃部４７ｂ′の先鋭化のために，上記球面４７ａ′に一定方向の研磨を施して一定方向に延びる研磨条痕４９′を形成したパンチ４３′を作製し，その比較例パンチ４３′と本発明のパンチ４３とを穿孔性能について，実験により比較したところ，比較例パンチ４３′は，本発明パンチに比して穿孔精度も悪く，耐用寿命も短いもの（本発明の半分以下）であった。具体的には，比較例パンチ４３′によりワーク１０に対する穿孔を長時間繰り返したところ，穿孔精度は，穿孔回数の増加に伴ない低下し，穿孔回数３０，０００回で許容値を超えてしまったのに対して，本発明のパンチ４３によれば，穿孔回数が６０，０００回を超えても穿孔精度に変化は殆ど認められなかった。穿孔精度は，穿孔した燃料噴孔１１に所定圧力をもって液体燃料又はそれに類似した液体を流したときの単位時間当たりの流量を測定することで判定した。

【0040】

比較例パンチ４３′の穿孔精度及び耐久性が低い理由は，比較例パンチ４３′では，刃部４７ｂ′の掬い角θ′が一定せず，したがって刃部４７ｂ′の切れ味が各部で相違し，しかも研磨条痕４９′とほぼ平行となる部分の刃部４７ｂ′は脆く欠け易いことに起因すると考えられる。

【0041】

以上，本発明の実施形態について説明したが，本発明はそれに限定されることなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，穿孔針４７は，パンチ本体４６と異なる材料で作製することもできる。パンチ４３は，所定の穿孔回数毎に所定角度回転すれば，刃部４７ｂの各部の負荷が均等化し，パンチ４３の耐久性を高めることができる。

【符号の説明】

【0042】

Ｃ・・・・・穿孔針の軸心
Ｉ・・・・・燃料噴射弁
１０・・・・インジェクタプレート
１１・・・・燃料噴孔
４３・・・・パンチ
４６・・・・パンチ本体
４７・・・・穿孔針
４７ａ・・・円錐面
４７ｂ・・・刃部
４９・・・・研磨条痕

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】